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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

江西省重点学校2024-2025学年高三上学期7月开学联考物理试卷

学校物理兴趣小组设计了可以测量物体质量的“天平”,如图所示,长方形木箱放在水平地面上,两根相同的弹簧(劲度系数很大)上端竖直吊挂在木箱上顶面,水平托板、直杆、齿条、水平横杆竖直连在一起,直杆通过小孔(直杆未与小孔边缘接触)穿过木箱上顶面,横杆与两弹簧下端点相连。在齿条左侧固定一齿轮,齿轮与齿条啮合且可绕过圆心O的轴无摩擦自由转动,齿轮上固定一轻质指针,当齿条下移时,齿轮沿顺时针方向转动,指针随之转动,通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转过的角度。经过调校,托板上未放物品时,指针恰好指在竖直向上的位置。

(1)、在托板上放上待测物体,指针未接触右侧的齿条,读出指针偏转的角度(以弧度为单位),若要求出每根弹簧伸长的增加量,则还需测量的物理量为(  )
A、弹簧的劲度系数 B、齿轮的半径 C、指针的长度
(2)、实验中,将弹簧较小的形变转换为指针偏转的角度,采用的科学方法是(填“理想实验法”“控制变量法”或“放大法”)。
(3)、若已知弹簧的劲度系数为k,齿轮的半径为R,指针偏转的角度为 , 当地的重力加速度大小为g,则物体的质量可用k、R、、g表示为
(4)、为了提高“天平”测量的精确度,可以在其他条件不变的情况下,换用劲度系数更(填“大”或“小”)的弹簧。
(5)、本实验中,弹簧自身受到的重力对实验结果(填“有”或“无”)影响。
举一反三
某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。(本实验中g取9.8m/s2

(1)下列操作规范的是{#blank#}1{#/blank#}(多选);

A.悬吊钩码时,应在钩码静止后再读数

B.实验前,应该先把弹簧水平放置测量其原长

C.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

D.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(2)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示,该处的读数为{#blank#}2{#/blank#} cm;

(3)当弹簧下端所挂钩码为20g时,弹簧弹力大小为{#blank#}3{#/blank#} N(结果保留三位有效数字);

(4)以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F—L图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧的劲度系数k={#blank#}4{#/blank#}N/m(结果保留两位有效数字)。

(5)小李查阅相关资料得知当地重力加速度的值为9.78m/s2 , 若考虑此因素的影响,该实验测得的劲度系数测量值与弹簧劲度系数的真实值相比{#blank#}5{#/blank#}。(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)

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